thải phát điện so với xử lý rác bằng phương pháp truyền thống.
2.2.1. Phân tích ưu nhược điểm của một số công nghệ đốt chất thải phát điện
- Các giải pháp thu hồi từ rác thải: a. Thu khí bãi chôn lấp:
Các hoạt động sinh học của bãi chôn lấp làm phát sinh ra khí do quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong chất thải bởi vi sinh vật. Khi chất thải còn mới, nó chứa nhiều không khí - khoảng 30% khoảng trống của chất thải đã được nén - và quá trình phân hủy diễn ra trong điều kiện hiếu khí. Sản phẩm của chúng là CO2 , H2O và các hợp chất hữu cơ bay hơi có mùi khó chịu. Đó gọi là pha hiếu khí hay acetogenic (pha axit), vì có nhiều hợp chất hữu cơ tương tự axit axetic.
Tại điểm kết thúc của pha acetogenic, hầu hết lượng khí bị lẫn trong chất thải đã được sử dụng hết và pha hiếu khí không thể tiếp tục. Quá trình phân huỷ kỵ , phân huỷ các hợp chất hữu cơ bay hơi, sản phẩm từ pha acetogensis. Những sản phẩm chính của pha này là metan (CH4), cacbon dioxit (CO2), nước (H2O) và oxy (O2). Khí CH4
và CO2 được thoát ra ngoài. Nước và oxy quay trở lại cung cấp cho quá trình phân huỷ, và pha acetogenesis lại tiếp tục tạo ra các sản phẩ thông tin sau .
Bảng 2. 6 Thành phần và tính chất của khí bãi chôn lấp [10]
ST
T Tinh chất Đơn vị Giá trị
1 Thành phần % Thể tích 45 – 60
1.1 CH4 % Thể tích 40 – 60
1.2 CO2 % Thể tích 2 – 5
1.3 O2 % Thể tích 0,1– 1,0
1.4 Mercaptan, hợp chất lưu huỳnh % Thể tích 0 – 1,0
1.5 NH3 % Thể tích 0,1 – 1,0 1.6 H2 % Thể tích 0 – 0,2 1.7 CO % Thể tích 0 – 0,2 1.8 Các khí khác % Thể tích 0,01 – 0,6 2 Nhiệt độ oF 100 – 120 3 Tỷ trọng - 1,02 – 1,6
(Nguồn: Tchobanoglous et al., 1993)
Cả quá trình acetogenesis và methanogenesis đều phụ thuộc vào sự có mặt của nước trong chất thải. Không có bất kỳ quá trình phân huỷ nào diễn ra nếu chất thải được giữ khô ráo. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng methanogenesis diễn ra nhanh hơn nếu chất thải bị ướt nhưng không bị ngập trong nước. Tuy nhiên, vấn đề này chưa được kiểm chứng.
Khí bãi chôn lấp xuyên suốt các lớp chất thải, nơi có sự hiện diện của các chất hữu cơ. Quá trình phân huỷ luôn bắt đầu bởi pha acetogenesis và sau đó chuyển sang pha methanogenesis.
Khí bãi chôn lấp không được sinh ra khi chịu áp lực. Nếu chất thải chứa quá nhiều nước thì chúng không thể di chuyển dễ dàng được. Đó là một trong những lý do tại sao tốc độ sinh khí tăng lên khi nước rỉ được bơm ra khỏi chất thải ngập nước.
Khí bãi chôn lấp được thu thập thông qua những giếng thu được khoan xuyên đến đáy chất thải, được bịt kín tại bề mặt, để khí có thể di chuyển vào hệ thống thu khí.
Hình 2. 19 Sơ đồ giếng thu khí bãi chôn lấp
Nguồn: Lê Thị Hồng Trân, 2010
b. Ủ kỵ khí rác thải:
Khác với phương pháp trên, phương pháp này chủ động hơn trong vieẹc tạo ra, thu hồi và sử sụng khí metan từ lên men rác. Một ưu điểm nữa của phương pháp này là có thể hạn chế được đáng kể diện tích đất chôn, khí rác đầu vào được phân loại và tách riêng phần có thể tái chế và phần khó phân hủy, chỉ để lại phần hữu cơ dễ phân hủy sinh học. Những chất này sau xủ lý thì thể tích và khối lượng cũng giảm đáng kể so với rác ban đầu.
Nguyên lý cơ bản của phương pháp như sau: Rác thải sau khi thu gom về sẽ được cho vào máy nghiền để nghiền nhỏ ra (trường hợp ở Việt Nam thì cần phân loại sơ bộ trước để thu hồi các chết thải có khả năng tái chế như giấy, nhựa, kim loại,vv..). Rác sau khi nghiền sẽ đưa qua máy phân loại để laoị bỏ những thành phần đất, đá và các chất khó phân hủy còn vướng lại. Tiếp theo, rác được đưa vào bể ổn định, đuọc phối trộn với nước (có thể là nước đầu ra từ phân xưởng xử lý nước thải cho nhà máy) theo một tỷ lệ thích hợp để tạo thành một hỗn hợp bùn nhão. Bùn này sẽ được bớm vào bể ủ kỵ khí (bể thủy phân) để phân hủy. Bể thủy phân được lắp thêm cánh khấy để tăng mức độ xáo trộn, giúp phản ứng diễn ra nhanh và hiệu quả hơn và được vận hành trong điều kiện pH, nhiệt độ, thời gian thích hợp. Kết quả của quá trình thủy phân tạo ra biogas và bùn sau phân hủy. Biogas có thể đuọc sử dụng làm nhiên liệu còn bùn được đem đi tách nước, sấy khô rồi chôn lấp hoặc tái chế.
Hình sau mô tả sơ đồ hoạt động của nhà máy xử lý rác thải Nagaoka tại thành
phố Nagaoka, Nhật bản: